JP2871342B2 - Filter regeneration device for internal combustion engine and control method thereof - Google Patents

Filter regeneration device for internal combustion engine and control method thereof

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JP2871342B2
JP2871342B2 JP4251043A JP25104392A JP2871342B2 JP 2871342 B2 JP2871342 B2 JP 2871342B2 JP 4251043 A JP4251043 A JP 4251043A JP 25104392 A JP25104392 A JP 25104392A JP 2871342 B2 JP2871342 B2 JP 2871342B2
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等隆 信江
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    • F01N3/02Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for cooling, or for removing solid constituents of, exhaust
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    • F01N3/023Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for cooling, or for removing solid constituents of, exhaust by means of filters using means for regenerating the filters, e.g. by burning trapped particles
    • F01N3/027Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for cooling, or for removing solid constituents of, exhaust by means of filters using means for regenerating the filters, e.g. by burning trapped particles using electric or magnetic heating means
    • F01N3/028Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for cooling, or for removing solid constituents of, exhaust by means of filters using means for regenerating the filters, e.g. by burning trapped particles using electric or magnetic heating means using microwaves
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02BINTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
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Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明はディーゼルエンジンから
排出される排気ガス中に含まれるパティキュレート(粒
子状物質)を捕集する内燃機関用フィルタを再生する装
置に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an apparatus for regenerating a filter for an internal combustion engine that collects particulates (particulate matter) contained in exhaust gas discharged from a diesel engine.

【0002】[0002]

【従来の技術】欧米および日本などのいわゆる先進国の
高度な経済成長は地球上の文明に大きく貢献してきた。
しかしながら、先進国の経済成長を中心とした化石燃料
エルネルギの浪費は地球の大気を汚染してきた。
2. Description of the Related Art The high economic growth of so-called developed countries such as Europe, the United States and Japan has greatly contributed to civilization on the earth.
However, waste of fossil fuel energy, centered on economic growth in developed countries, has polluted the Earth's atmosphere.

【0003】地球環境保全に関して、今日では地球温暖
化対策すなわちCO2 低減対策が大きくクローズアップ
されているが、森林破壊を招く酸性雨の対策も無視でき
ない。
[0003] With respect to global environmental conservation, measures against global warming, that is, measures for reducing CO2, have been highlighted recently, but measures against acid rain that causes deforestation cannot be ignored.

【0004】酸性雨は硫黄酸化物や窒素酸化物などの大
気汚染物質が汚染源となって生じる自然現象であり、近
年世界各国でこのような大気汚染物質の排出規制がコ・
ジェネレーションなどの固定発生源や自動車などの移動
発生源に対して強化される動きにある。特に、自動車の
排気ガスに関する規制は従来の濃度規制から総量規制へ
移行され規制値自体も大幅な削減がなされようとしてい
る。
[0004] Acid rain is a natural phenomenon caused by air pollutants such as sulfur oxides and nitrogen oxides as a polluting source.
There is a trend to strengthen stationary sources such as generation and mobile sources such as automobiles. In particular, regulations relating to automobile exhaust gas have been shifted from conventional concentration regulations to total quantity regulations, and the regulation values themselves are about to be significantly reduced.

【0005】自動車の中でもディーゼル車は窒素酸化物
と同時にパティキュレートの排出規制の強化が行われ
る。燃料噴射時期遅延などの燃焼改善による従来の排気
ガス中の汚染物質低減対策だけでは排出ガス規制値を達
成することは不可能とされ、現状では排気ガスの後処理
装置の付設が不可欠である。この後処理装置はパティキ
ュレートを捕集するフィルタを有するものである。
[0005] Among automobiles, diesel cars are subject to stricter regulations on particulate emissions as well as nitrogen oxides. It is said that it is impossible to achieve the exhaust gas regulation value only by conventional measures for reducing pollutants in exhaust gas by improving combustion such as delaying fuel injection timing. At present, it is essential to provide an exhaust gas aftertreatment device. This post-processing device has a filter for collecting particulates.

【0006】ところが、パティキュレートを捕集し続け
るとフィルタは目詰まりを生じて排気ガスの流れが悪く
なってエンジン出力の低下あるいはエンジンの停止に至
る。
However, if the particulates are continuously collected, the filter is clogged, the flow of exhaust gas is deteriorated, and the engine output is reduced or the engine is stopped.

【0007】したがって、現在世界中でフィルタの捕集
能力を再生させるための技術開発が進められているが、
耐久性能の確保が実用上の大きな課題になっている。
[0007] Therefore, technology development for regenerating the filter collection capacity is currently being promoted worldwide.
Ensuring durability performance is a major practical issue.

【0008】パティキュレートは600℃程度から燃焼
することが知られている。パティキュレートをこの高温
度域に昇温するためのエネルギを発生する手段として、
バーナ方式、電気ヒーター方式あるいはマイクロ波方式
などが考えられている。
[0008] It is known that particulates burn at about 600 ° C. As means for generating energy for raising particulates to this high temperature range,
A burner method, an electric heater method, a microwave method, and the like have been considered.

【0009】本発明者らは昇温効率の良さ、安全性、装
置構成の容易さあるいは再生制御性の良さなどを考慮し
てマイクロ波方式によるフィルタ再生装置を開発してき
た。
The inventors of the present invention have developed a microwave type filter regenerating apparatus in consideration of good temperature rising efficiency, safety, ease of apparatus configuration, and good regenerative control.

【0010】マイクロ波方式によるフィルタ再生装置と
しては、たとえば特開昭59−126022号公報があ
る。同公報に開示されている装置を図3に示す。同図に
おいて、1はエンジン、2は排気マニフォールド、3は
排気管、4は排気分岐管、5はフィルタ、6はフィルタ
5を収納した加熱室、7はマイクロ波発生手段、8はマ
イクロ波発生手段7の発生したマイクロ波を加熱室6に
導く導波管、9はマイクロ波反射板、10は空気ポン
プ、11は空気供給路、12はマイクロ波発生手段7の
駆動電源、13はマフラー、14は空気切換バルブ、1
5は排気ガス流切換バルブである。
Japanese Patent Application Laid-Open No. Sho 59-122022 discloses a microwave filter regenerating apparatus. FIG. 3 shows an apparatus disclosed in the publication. In the figure, 1 is an engine, 2 is an exhaust manifold, 3 is an exhaust pipe, 4 is an exhaust branch pipe, 5 is a filter, 6 is a heating chamber containing the filter 5, 7 is a microwave generating means, and 8 is a microwave generator. A waveguide for guiding the microwave generated by the means 7 to the heating chamber 6, 9 a microwave reflecting plate, 10 an air pump, 11 an air supply path, 12 a driving power source for the microwave generating means 7, 13 a muffler, 14 is an air switching valve, 1
Reference numeral 5 denotes an exhaust gas flow switching valve.

【0011】上記した構成において、エンジンの排気ガ
スは排気ガス流切換バルブ15によってフィルタ5に導
かれたり、直接大気へ排出されたりする。パティキュレ
ート捕集サイクルにおいて、排気ガスはフィルタ5に導
かれ排気ガス中に含まれるパティキュレートはフィルタ
5に捕集されるが前述したようにフィルタ5の捕集能力
は有限である。捕集能力が限界に達すると排気ガス流切
換バルブ15が制御され排気管3への排気ガスは遮断さ
れ排気ガスのすべては排気分岐管4を経て大気に排出さ
れる。この間にフィルタ5の再生が行われる。このフィ
ルタ再生サイクルにおいてパティキュレートを加熱する
エネルギはマイクロ波発生手段7からまた燃焼に必要な
空気が空気ポンプ10より同時に供給される。所定の時
間を経てフィルタ再生が完了すると排気ガス流切換バル
ブ15が再び制御されてフィルタ5に排気ガスが導かれ
る。この捕集と再生のサイクルがくり返される。
In the above configuration, the exhaust gas of the engine is guided to the filter 5 by the exhaust gas flow switching valve 15 or is directly discharged to the atmosphere. In the particulate collection cycle, the exhaust gas is guided to the filter 5 and the particulates contained in the exhaust gas are collected by the filter 5, but the collection capacity of the filter 5 is limited as described above. When the trapping capacity reaches the limit, the exhaust gas flow switching valve 15 is controlled, the exhaust gas to the exhaust pipe 3 is shut off, and all of the exhaust gas is exhausted to the atmosphere via the exhaust branch pipe 4. During this time, the regeneration of the filter 5 is performed. In this filter regeneration cycle, energy for heating the particulates is supplied from the microwave generation means 7 and air required for combustion is supplied from the air pump 10 at the same time. When the regeneration of the filter is completed after a predetermined time, the exhaust gas flow switching valve 15 is controlled again, and the exhaust gas is led to the filter 5. This cycle of collection and regeneration is repeated.

【0012】[0012]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記従来
の装置は、フィルタに捕集されるパティキュレートを加
熱燃焼除去する場合に以下のような課題を有している。
However, the above-mentioned conventional apparatus has the following problems when heating and removing particulates collected by a filter.

【0013】この課題は、パティキュレート着火領域と
燃焼進行方向に起因する。マイクロ波発生手段(加熱手
段)によって加熱されたパティキュレートの温度が燃焼
可能温度レベルに到達して助燃気体の介在によって燃焼
状態に移行するとパティキュレートの燃焼によって生じ
る単位時間当たりの発熱量は加熱手段から供給される熱
量に比べてかなり大きい量となる。このため、着火領域
に続くパティキュレート捕集領域(いまだに燃焼可能温
度に到達していない領域)側にパティキュレート着火領
域の発熱量を供給させることで容易にその領域を燃焼可
能温度レベルに高めることができる。このパティキュレ
ートそのものの燃焼によって生じる発熱量を利用するこ
とでフィルタ全体に堆積しているパティキュレートの燃
焼を実行する上で外部から供給するエネルギ量を比較的
少ない量にすることを可能にしている。しかしながら、
このようなパティキュレートの燃焼熱そのものを利用し
てパティキュレートを加熱燃焼させた場合には燃焼の温
度制御が不可能に近い状態になってしまう。特にフィル
タに堆積しているパティキュレートの総量が多い場合に
はフィルタが機械的破壊を呈する温度域での燃焼状態と
なったり、最悪の場合にはフィルタ基材の耐熱温度を凌
駕する高温下での燃焼状態となる。
This problem is caused by the particulate ignition region and the combustion progress direction. When the temperature of the particulates heated by the microwave generation means (heating means) reaches a combustible temperature level and shifts to a combustion state with the aid of a combustion assisting gas, the amount of heat generated per unit time generated by the burning of the particulates is determined by the heating means. This is considerably larger than the amount of heat supplied from the unit. For this reason, by supplying the calorific value of the particulate ignition region to the particulate collection region (region that has not yet reached the combustible temperature) subsequent to the ignition region, the region can be easily raised to the combustible temperature level. Can be. By utilizing the amount of heat generated by the combustion of the particulates themselves, it is possible to reduce the amount of energy supplied from the outside in performing the combustion of the particulates deposited on the entire filter. . However,
When the particulates are heated and burned using the combustion heat itself of such particulates, the temperature control of the combustion becomes almost impossible. In particular, when the total amount of particulates deposited on the filter is large, the filter may be in a combustion state in a temperature range where the filter exhibits mechanical destruction, or in the worst case, at a high temperature exceeding the heat resistant temperature of the filter substrate. Combustion state.

【0014】これらの諸現象による従来の課題をまとめ
ると、外部からのエネルギ供給によって加熱されたパテ
ィキュレートが燃焼可能温度レベルに到達する領域はフ
ィルタ全体の極限られた領域(通常外部からのエネルギ
供給側近傍の領域)であることとこの燃焼可能温度レベ
ルに到達した領域の燃焼熱をこの領域に後続するパティ
キュレート堆積空間に伝達させるように助燃気体を供給
していると言うことである。このためにパティキュレー
トが燃焼中の燃焼温度を自由に制御できず高温燃焼への
移行を防止できなくてフィルタの機械的破損を招く課題
を有していた。
To summarize the conventional problems caused by these phenomena, the region where the particulate heated by the external energy supply reaches the combustible temperature level is a very limited region of the entire filter (usually the external energy supply). (A region near the side) and that the auxiliary combustion gas is supplied so as to transfer the combustion heat of the region that has reached the combustible temperature level to the particulate deposition space subsequent to this region. For this reason, there is a problem that the particulates cannot freely control the combustion temperature during the combustion, cannot shift to the high-temperature combustion, and causes mechanical damage to the filter.

【0015】本発明は上記課題を解決するもので、パテ
ィキュレートの加熱および燃焼を効果的に実行し燃焼時
の高温化を抑制しつつフィルタの高い再生性能を保証す
るとともにフィルタの耐久性能を保証する内燃機関用フ
ィルタ再生装置およびその制御方法を提供することを目
的としたものである。
The present invention has been made to solve the above-mentioned problems, and effectively heats and burns particulates, suppresses a high temperature during combustion, guarantees high filter regeneration performance, and guarantees filter durability. It is an object of the present invention to provide a filter regeneration device for an internal combustion engine and a control method thereof.

【0016】[0016]

【課題を解決するための手段】本発明は上記目的を達成
するための手段は、内燃機関の排気ガスを排出する排気
管と、前記排気管内に収納され前記排気ガス中に含まれ
るパティキュレートを捕集するフィルタと、前記フィル
タの一端面側からパティキュレートを加熱する加熱手段
と、前記加熱されたパティキュレートを燃焼させる助燃
気体を少なくとも前記フィルタの他端面側から通流させ
る助燃手段と、前記助燃気体の通流方向を制御する制御
手段とを備え、前記制御手段は最初の助燃気体の通流を
前記フィルタの他端面側から供給させたことを特徴とす
る構成からなる。
In order to achieve the above object, the present invention provides an exhaust pipe for discharging exhaust gas from an internal combustion engine, and a particulate contained in the exhaust pipe and contained in the exhaust gas. A filter for collecting, heating means for heating the particulates from one end face side of the filter, and an auxiliary combustion for burning the heated particulates
Gas is allowed to flow from at least the other end side of the filter.
Control means for controlling the flow direction of the auxiliary combustion gas
Means for controlling the flow of the first auxiliary combustion gas.
The filter is supplied from the other end side of the filter.
Configuration.

【0017】[0017]

【0018】これらの装置には、フィルタ通流後の助燃
気体の温度を検出する助燃気体流温度検出手段を設け、
この温度検出手段の検出信号の絶対レベルあるいは変化
量に基づいて助燃気体の通流を停止させている。また、
フィルタ内に捕集されたパティキュレート量を検出する
捕集量検出手段を備えている。さらには、加熱手段はマ
イクロ波発生手段で構成している。
These devices are provided with an auxiliary gas flow temperature detecting means for detecting the temperature of the auxiliary gas after passing through the filter,
The flow of the auxiliary combustion gas is stopped based on the absolute level or the amount of change of the detection signal of the temperature detecting means. Also,
There is provided a trapping amount detecting means for detecting a particulate amount trapped in the filter. Further, the heating means is constituted by a microwave generating means.

【0019】また制御方法としては内燃機関の排気ガス
を排出する排気管と、前記排気管内に収納され前記排気
ガス中に含まれるパティキュレートを捕集するフィルタ
と、前記フィルタの一端面側から給電し前記パティキュ
レートを誘電加熱するマイクロ波を発生するマイクロ波
発生手段と、前記誘電加熱したパティキュレートを燃焼
させる助燃気体を少なくとも前記フィルタの他端面から
前記マイクロ波給電側フィルタ端面方向に通流する助燃
手段と、前記マイクロ波発生手段および助燃手段の動作
を制御する制御手段とを備えた構成において、前記制御
手段は前記フィルタ内の少なくとも前記マイクロ波給電
端側の所定領域に捕集されたパティキュレートを加熱燃
焼除去するために、前記マイクロ波発生手段を連続動作
させるとともに前記マイクロ波給電側フィルタ端面方向
への前記助燃気体の通流動作を制御している。
[0019] an exhaust pipe for discharging exhaust gas of an internal combustion engine as a control method, and a filter for collecting particulate matter contained in exhaust gas is accommodated in the exhaust pipe, the feed from the one end face of the filter to Tsuryu was the particulates and microwave generating means for generating a microwave dielectric heating, the microwave power supply side filter end face direction from the other end face of at least the filter aid燃気body to burn the particulates described above dielectric heating a combustion support means, said in the configuration and control means for controlling the operation of the microwave generating means and burner air means, said control means at least the microwave feed in the filter
The particulate matter collected in the predetermined area on the end side is heated and burned.
Continuous operation of the microwave generation means to remove by burning
And the end face of the microwave feeding side filter
The operation of flowing the auxiliary combustion gas to the combustion chamber is controlled .

【0020】さらには、マイクロ波給電方向はフィルタ
の排気ガス排出端面側とし、制御手段は助燃気体をフィ
ルタの排気ガス流入端から排気ガス排出端面方向に通流
してフィルタ内でのパティキュレート残存領域をフィル
タ全領域の1/2以下にするとともにその後残存するパ
ティキュレートを誘電加熱して助燃気体をフィルタの排
気ガス排出端から排気ガス流入端面方向に通流して残存
するパティキュレートを燃焼除去させるように制御して
いる。
Further, the microwave feeding direction is on the exhaust gas discharge end face side of the filter, and the control means allows the auxiliary combustion gas to flow from the exhaust gas inflow end face of the filter toward the exhaust gas discharge end face, and the particulate residual area in the filter. Is reduced to less than half of the entire area of the filter, and the remaining particulates are dielectrically heated so that the auxiliary combustion gas flows from the exhaust gas discharge end of the filter in the direction of the exhaust gas inflow end face to burn off the remaining particulates. Is controlled.

【0021】[0021]

【作用】上記した構成において、パティキュレート助燃
気体の通流方向をパティキュレートを加熱するフィルタ
端面側方向に通流させることによりパティキュレートが
燃焼時に発生する燃焼熱のフィルタ内部に堆積している
他のパティキュレートへの伝達を抑制してフィルタ外部
に放散させることができパティキュレート燃焼領域の拡
大を抑制し高温燃焼を回避させることができる。
In the above construction, the flow of the particulate combustion assisting gas is made to flow in the direction of the filter end face side for heating the particulates, so that the particulates accumulate inside the filter of the combustion heat generated during combustion. Can be suppressed and transmitted to the outside of the filter, so that the expansion of the particulate combustion region can be suppressed and high-temperature combustion can be avoided.

【0022】フィルタ通流後の助燃気体流温度検出手段
により検出温度された温度変化によってフィルタ内部で
のパティキュレート燃焼状況を確認することができる。
これによって適当なタイミングで助燃気体の通流を停止
させることができるとともにパティキュレートの残存領
域がある場合にはパティキュレートの燃焼によってフィ
ルタ内部に発生蓄積された残熱を基にして残存領域のパ
ティキュレートを効率よく短時間に加熱昇温させること
ができる。
The state of particulate combustion inside the filter can be confirmed by the temperature change detected by the auxiliary combustion gas flow temperature detecting means after the passage of the filter.
As a result, the flow of the supporting gas can be stopped at an appropriate timing, and if there is a residual area of the particulates, the residual area generated in the filter by the combustion of the particulates is used as a basis for the particles in the residual area. The curate can be efficiently heated and heated in a short time.

【0023】捕集量検出手段を付加したことにより、検
出した捕集レベルに応じてパティキュレート助燃気体の
通流方向をパティキュレートを加熱するフィルタ端面側
方向に通流させることによりパティキュレートを加熱燃
焼除去させる領域を適宜選択制御してパティキュレート
燃焼時の高温化を抑制することができる。
With the addition of the trapping amount detecting means, the flow of the particulate assisting gas is made to flow in the direction of the filter end face which heats the particulates according to the detected trapping level, thereby heating the particulates. By appropriately selecting and controlling the region to be burned and removed, it is possible to suppress a rise in temperature during particulate combustion.

【0024】制御方法として用いるフィルタ内に捕集さ
れ残存するパティキュレートの少なくともマイクロ波給
電端側の所定領域に存在するパティキュレートがマイク
ロ波によって所定時間誘電加熱されることで、この所定
領域に存在するパティキュレートが少なくとも燃焼可能
温度に到達する。この後、助燃手段を動作させ助燃気体
をマイクロ波給電側フィルタ端面方向に通流させること
で少なくとも所定領域に存在するパティキュレートは燃
焼状態に移行しこの所定領域のパティキュレートが除去
される。この除去されたかどうかの判定手段に助燃気体
流温度検出手段を利用する。除去されたと判断すると直
ちに助燃手段の動作を停止させてフィルタ内部への燃焼
熱の蓄積を図り残存するパティキュレートがある場合に
はそのパティキュレートの加熱を継続する。この残存パ
ティキュレートはフィルタが内部に熱蓄積をしているこ
とによって効率よく短時間で燃焼可能温度レベルに昇温
していく。
At least a part of the particulate matter collected and remaining in the filter used in the control method, which is present in a predetermined area on the side of the microwave feeding end, is dielectrically heated by the microwave for a predetermined time, so that the particulate matter existing in the predetermined area is removed. At least reach the combustible temperature. Thereafter, the auxiliary combustion means is operated to cause the auxiliary combustion gas to flow in the direction of the end face of the microwave power supply side filter, so that the particulates present in at least a predetermined area are changed to a combustion state, and the particulates in the predetermined area are removed. The auxiliary combustion gas flow temperature detecting means is used as a means for determining whether or not the fuel gas has been removed. As soon as it is determined that the particulates have been removed, the operation of the auxiliary combustion means is stopped to accumulate combustion heat inside the filter, and if there are any remaining particulates, the heating of the particulates is continued. The residual particulates efficiently and quickly rise to a combustible temperature level in a short time due to heat accumulation in the filter.

【0025】マイクロ波給電方向をフィルタの排気ガス
排出端面側とした場合には、フィルタへの排気ガス流入
側端面およびその近傍に堆積しているパティキュレート
を効果的に燃焼除去させることが困難であることを本発
明者らは経験的に知っている。この場合この課題を解決
するために制御手段は助燃気体をフィルタの排気ガス流
入端から排気ガス排出端面方向に通流してフィルタ内で
のパティキュレート残存領域をフィルタ全領域の1/2
以下にした後に残存するパティキュレートの燃焼方法に
以下のような制御方法を採用している。残存するパティ
キュレートを誘電加熱しマイクロ波給電側方向の残存パ
ティキュレートの温度を燃焼可能温度レベルまで加熱昇
温させる。その後助燃気体をフィルタの排気ガス排出端
から排気ガス流入端面方向に通流して残存するパティキ
ュレートすべてを燃焼除去させている。フィルタの排気
ガス流入側端面およびその近傍に堆積しているパティキ
ュレートはフィルタ内部に残存するパティキュレートの
燃焼熱を利用して加熱し燃焼可能温度レベルに昇温し燃
焼除去させている。この場合、燃焼熱を利用している
が、フィルタ端面およびその近傍での燃焼でありその燃
焼によって発生する熱の放散が容易であるためにフィル
タの機械的破損に至ることを防止できている。
When the microwave feeding direction is on the exhaust gas discharge end face side of the filter, it is difficult to effectively burn and remove particulates deposited on the exhaust gas inflow end face of the filter and the vicinity thereof. We know from experience that this is the case. In this case, in order to solve this problem, the control means allows the auxiliary combustion gas to flow from the exhaust gas inflow end of the filter toward the exhaust gas discharge end so as to reduce the particulate remaining area in the filter to の of the entire filter area.
The following control method is adopted as a method for burning the particulates remaining after the following. The remaining particulates are dielectrically heated to raise the temperature of the remaining particulates in the direction of the microwave power supply side to a combustible temperature level. Thereafter, the auxiliary combustion gas flows from the exhaust gas discharge end of the filter in the direction of the exhaust gas inflow end surface to burn and remove all remaining particulates. The particulates deposited on the exhaust gas inflow side end face of the filter and in the vicinity thereof are heated by using the combustion heat of the particulates remaining inside the filter to raise the temperature to a combustible temperature level and burn off. In this case, the combustion heat is used. However, since the combustion is performed at the end face of the filter and in the vicinity thereof, and the heat generated by the combustion is easily dissipated, it is possible to prevent the filter from being mechanically damaged.

【0026】[0026]

【実施例】以下本発明の実施例を図面を参照して説明す
る。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.

【0027】図1において、16は内燃機関(ディーゼ
ルエンジン)17の排気ガスを排出する排気管、18は
排気管16の途中に設けられた加熱空間、19は加熱空
間内に収納され排気ガスが通過する間に排気ガス中に含
まれるパティキュレートを捕集するハニカム構造からな
るフィルタ、20はパティキュレートを誘電加熱するた
めに加熱空間に給電されるマイクロ波を発生させるマイ
クロ波発生手段(パティキュレートの加熱手段)、2
1,22はマイクロ波発生手段20の発生したマイクロ
波を加熱空間に伝送する直線状および環状の矩形導波
管、23は加熱空間にマイクロ波を給電する給電孔、2
4は誘電加熱されたパティキュレートの燃焼を促進させ
るために加熱空間に導かれる酸素を含む助燃気体を供給
する助燃手段であり送風機あるいはコンプレッサにて構
成されている。25,26,27,28は加熱空間に供
給される助燃気体の導流管である。
In FIG. 1, reference numeral 16 denotes an exhaust pipe for discharging exhaust gas from an internal combustion engine (diesel engine) 17, reference numeral 18 denotes a heating space provided in the middle of the exhaust pipe 16, reference numeral 19 denotes an exhaust gas housed in the heating space. A filter having a honeycomb structure for collecting the particulates contained in the exhaust gas while passing through the filter. Reference numeral 20 denotes a microwave generating means (particulates) for generating microwaves to be supplied to a heating space for dielectrically heating the particulates. Heating means), 2
Reference numerals 1 and 22 denote linear and annular rectangular waveguides for transmitting the microwave generated by the microwave generating means 20 to the heating space, and 23 a power supply hole for feeding the microwave to the heating space.
Reference numeral 4 denotes an auxiliary means for supplying an auxiliary gas containing oxygen guided to the heating space in order to promote the combustion of the dielectrically heated particulates, and is constituted by a blower or a compressor. Reference numerals 25, 26, 27, and 28 are flow guide tubes for the auxiliary combustion gas supplied to the heating space.

【0028】29は排気ガス切換バルブであり、内燃機
関17より排出された排気ガスをフィルタ19に通流さ
せたりフィルタ19の再生時には排気分岐管30に通流
させたりする。31はマフラーである。32,33,3
4は助燃気体流切換バルブであり、フィルタ再生時にフ
ィルタ19に通流する助燃気体の通流方向を制御する。
35,36はフィルタ再生時にフィルタ19に通流され
パティキュレートの燃焼を促進する助燃気体流のフィル
タ通流後の温度を検出する助燃気体流温度検出手段であ
る。この検出信号は制御手段37に入力される。
Reference numeral 29 denotes an exhaust gas switching valve which allows the exhaust gas discharged from the internal combustion engine 17 to flow through the filter 19 or the exhaust branch pipe 30 when the filter 19 is regenerated. 31 is a muffler. 32, 33, 3
Reference numeral 4 denotes an auxiliary gas flow switching valve, which controls the direction of the auxiliary gas flowing through the filter 19 during filter regeneration.
Reference numerals 35 and 36 denote auxiliary combustion gas flow temperature detecting means for detecting the temperature of the auxiliary combustion gas flow which is passed through the filter 19 during filter regeneration and promotes the combustion of particulates after the passage of the filter. This detection signal is input to the control means 37.

【0029】加熱空間18はパンチング穴構成あるいは
ハニカム構成などからなるマイクロ波遮蔽手段38、3
9でもってマイクロ波を実質的に閉じ込める空間が限定
されている。40はフィルタ19の外周とフィルタ支持
管41との間に設けられた断熱材でありフィルタ支持を
も兼ねている。
The heating space 18 is provided with microwave shielding means 38, 3 having a punching hole configuration or a honeycomb configuration.
9, the space for substantially confining the microwave is limited. Reference numeral 40 denotes a heat insulating material provided between the outer periphery of the filter 19 and the filter support tube 41, which also serves as a filter support.

【0030】42はフィルタ19に捕集されたパティキ
ュレート量を検出する捕集量検出手段であり、加熱空間
18内のマイクロ波電磁場の強度を検出しその変化量に
よって捕集量を検出している。この捕集量検出手段42
の検出信号は制御手段37に入力される。制御手段37
は予め決めた捕集量に達した時あるいは検出された捕集
量に応じて各バルブ、マイクロ波発生手段20および助
燃手段24を所望の動作状態に制御しフィルタ19の再
生を実行する。
Reference numeral 42 denotes a trapping amount detecting means for detecting the amount of particulates trapped in the filter 19, which detects the intensity of the microwave electromagnetic field in the heating space 18 and detects the trapping amount based on the change. I have. This trapping amount detecting means 42
Is input to the control means 37. Control means 37
Controls the valves, the microwave generation means 20 and the auxiliary combustion means 24 to desired operating states when the collection amount reaches a predetermined collection amount or in accordance with the detected collection amount, and executes the regeneration of the filter 19.

【0031】矩形導波管の環状構成部22はフィルタ1
9からの排気ガス排出管43の管壁面に対面して設けら
れた給電孔22(一方は図示されていない)を終端に配
している。また、環状の矩形導波管はE面T分岐構造を
有してこの分岐部から各給電孔に至る伝送路長さはほぼ
等しくなるように構成されている。この環状の矩形導波
管と直線状の矩形導波管との連結部近傍には排気ガスの
通流を遮断するマイクロ波低損失材料からなる構造体4
4が設けられている。
The annular component 22 of the rectangular waveguide is the filter 1
A power supply hole 22 (one of which is not shown) provided facing the wall surface of the exhaust gas discharge pipe 43 from the end 9 is disposed at the end. Further, the annular rectangular waveguide has an E-plane T-branch structure, and is configured such that transmission line lengths from the branch portion to each power supply hole are substantially equal. In the vicinity of the connection between the annular rectangular waveguide and the linear rectangular waveguide, a structure 4 made of a microwave low-loss material for blocking the flow of exhaust gas is provided.
4 are provided.

【0032】内燃機関17から排出される排気ガスは排
気管16内を流れてフィルタ19に流入される。フィル
タ19はウォールフロータイプのハニカム構造体で構成
され、排気ガスに含まれるパティキュレートを捕集する
機能を有する。このフィルタ19に捕集されたパティキ
ュレートの量が増大すると、フィルタ19の圧損が増大
し内燃機関であるエンジンの負荷が増加するとともに最
悪の場合にはエンジン停止に至る。
The exhaust gas discharged from the internal combustion engine 17 flows through the exhaust pipe 16 and flows into the filter 19. The filter 19 is formed of a wall flow type honeycomb structure and has a function of collecting particulates contained in exhaust gas. When the amount of particulates collected by the filter 19 increases, the pressure loss of the filter 19 increases, the load on the engine, which is an internal combustion engine, increases, and in the worst case, the engine stops.

【0033】したがって適当な時期にフィルタ19に捕
集されたパティキュレートを除去する必要がある。この
適当な時期の判断手段としては、マイクロ波電磁場強度
検出手法以外ではフィルタ19の圧損レベル検出、エン
ジンの動作状態の積算値などが手段として可能である。
フィルタ19に捕集されたパティキュレートは加熱燃焼
させて除去させる。このプロセスをフィルタ再生と称し
ている。
Therefore, it is necessary to remove the particulates collected by the filter 19 at an appropriate time. As a means for determining the appropriate time, other than the microwave electromagnetic field intensity detection method, the pressure loss level of the filter 19, the integrated value of the operating state of the engine, and the like can be used.
The particulate matter trapped in the filter 19 is removed by heating and burning. This process is called filter regeneration.

【0034】次に図2について説明する。図2は図1に
示した装置構成におけるフィルタ再生時のパティキュレ
ート加熱燃焼および除去の状態変化を示すとともに各状
態での助燃手段の制御内容を示したものである。
Next, FIG. 2 will be described. FIG. 2 shows a change in the state of particulate heating, combustion, and removal during filter regeneration in the apparatus configuration shown in FIG. 1 and shows the control contents of the auxiliary means in each state.

【0035】図2(a)はフィルタ19に排気ガスを通
流中の各バルブの状態を示している。またハニカム構造
からなるフィルタ19に捕集されたパティキュレートの
堆積状態を示す。(フィルタ内の網かけ領域)フィルタ
内へのパティキュレート捕集量に応じて加熱空間内に存
在するマイクロ波電磁場分布は変化するがこの変化量を
捕集量検出手段42が検出して捕集量を検出する。捕集
量が予め決めた量に達すると(あるいは捕集量の絶対量
検出による再生開始も同様である。)フィルタの再生を
開始する。
FIG. 2A shows the state of each valve while the exhaust gas is flowing through the filter 19. In addition, the accumulation state of the particulates collected by the filter 19 having the honeycomb structure is shown. (Shaded area in the filter) The distribution of the microwave electromagnetic field existing in the heating space changes according to the amount of particulates collected in the filter, but the amount of change is detected by the collection amount detecting means 42 and collected. Detect the amount. When the collection amount reaches a predetermined amount (or the same applies to the start of the reproduction by detecting the absolute amount of the collection amount), the regeneration of the filter is started.

【0036】この時各バルブは図2(b)のように制御
される。すなわち、排気ガス切換バルブ29が制御され
て排気ガスは排気分岐管30側へ配流されフィルタ19
内の排気ガス通流が停止する。この状態にてマイクロ波
発生手段(加熱手段)20を動作させるとフィルタ19
の排気ガス排出端面側から給電されたマイクロ波によっ
てフィルタ内の排気ガス排出端側のパティキュレートが
より強く誘電加熱される。加熱されたパティキュレート
が燃焼可能温度(約600℃)に達するまでに要する時
間はフィルタ19の温度やパティキュレート堆積量など
によって変化するが、燃焼可能温度に達したパティキュ
レートは排気管内に残存する空気のために徐々に燃焼す
る。しかし、助燃気体の供給という燃焼を促進させる対
応が図られるまでの時間においては酸素不足のために燃
焼は十分に促進されず燃焼領域の拡大は生じない。適当
な既定の加熱時間を経過して燃焼可能温度に到達したパ
ティキュレート存在領域はフィルタ全体の1/4以上に
なる。このような状態において、助燃気体流バルブ33
を「開」にし助燃手段24を動作させ助燃気体をフィル
タ19の排気ガス流入端面側からフィルタ19に通流さ
せる。この助燃気体の通流によって加熱されたパティキ
ュレートは直ちに燃焼状態に移行する。(図2(b)中
のパティキュレート存在領域内において濃い網かけの領
域)。
At this time, each valve is controlled as shown in FIG. That is, the exhaust gas switching valve 29 is controlled so that the exhaust gas is distributed to the exhaust branch pipe 30 side and
Exhaust gas flow in the interior stops. When the microwave generating means (heating means) 20 is operated in this state, the filter 19
The particulates on the exhaust gas discharge end side in the filter are dielectrically heated more strongly by the microwaves supplied from the exhaust gas discharge end surface side. The time required for the heated particulates to reach the combustible temperature (about 600 ° C.) varies depending on the temperature of the filter 19, the amount of accumulated particulates, and the like, but the particulates that have reached the combustible temperature remain in the exhaust pipe. Burns slowly for air. However, in the time required to promote the combustion by supplying the auxiliary combustion gas, the combustion is not sufficiently promoted due to lack of oxygen, and the combustion region does not expand. The area where the particulates have reached the combustible temperature after an appropriate predetermined heating time has become に な る or more of the entire filter. In such a state, the auxiliary combustion gas flow valve 33
Is opened, and the auxiliary combustion means 24 is operated to allow the auxiliary combustion gas to flow from the exhaust gas inflow end face side of the filter 19 to the filter 19. The particulate heated by the flow of the auxiliary combustion gas immediately transitions to a combustion state. (Dark shaded area in the particulate existence area in FIG. 2B).

【0037】この燃焼を促進させた助燃気体流の温度を
助燃気体流温度検出手段36が検出している。この温度
検出手段36の検出信号が最高温度値を検出し所定の時
間経過後、助燃手段24の動作を停止させる。これによ
ってフィルタの排気ガス排出端面側近傍に堆積していた
パティキュレートが燃焼除去される。(図2(c)参
照)。温度検出手段36が最高温度値を検出後の助燃気
体の通流時間はパティキュレートの不都合な未燃焼除去
が生じない範疇で出来る限り短くしている。これはパテ
ィキュレートの燃焼によってフィルタ19内に蓄積され
た熱の放散を回避し次段階で加熱されるパティキュレー
トの昇温を効率的に実行させる効果がある。
The temperature of the auxiliary combustion gas flow which accelerates the combustion is detected by the auxiliary combustion gas flow temperature detecting means 36. After the detection signal of the temperature detecting means 36 detects the maximum temperature value and a predetermined time has elapsed, the operation of the auxiliary combustion means 24 is stopped. As a result, the particulates deposited near the exhaust gas discharge end face side of the filter are burned and removed. (See FIG. 2 (c)). The passage time of the auxiliary combustion gas after the temperature detecting means 36 detects the maximum temperature value is set as short as possible within a range in which undesired unburned removal of the particulate does not occur. This has the effect of avoiding the dissipation of the heat accumulated in the filter 19 due to the burning of the particulates and efficiently raising the temperature of the particulates heated in the next stage.

【0038】この後、助燃気体流切換バルブ33が制御
されて助燃気体導流管27は「閉」状態になる。この間
もマイクロ波の給電は継続させている。これによってフ
ィルタ19内に残存するパティキュレートの内でマイク
ロ波給電側に存在するパティキュレートが所定の時間経
過後に燃焼可能温度レベルに到達する。(図2(c)中
のパティキュレート存在領域内における濃い網かけの領
域)。以降の制御は上述の内容と同一である。これらの
制御を適当な回数繰り返すことでフィルタ19内に残存
するパティキュレートの領域をフィルタ全体の1/2以
下の所定領域以下にする。
Thereafter, the assisting gas flow switching valve 33 is controlled, and the assisting gas introducing pipe 27 is brought into the "closed" state. During this time, microwave power supply is continued. As a result, of the particulates remaining in the filter 19, those present on the microwave power supply side reach the combustible temperature level after a predetermined time has elapsed. (Dark shaded area in the particulate existence area in FIG. 2C). The subsequent control is the same as described above. By repeating these controls an appropriate number of times, the area of particulates remaining in the filter 19 is reduced to a predetermined area equal to or less than 1 / of the entire filter.

【0039】残存するパティキュレートにおいてマイク
ロ波給電側に位置する領域のパティキュレートが誘電加
熱され燃焼可能温度レベルに到達すると助燃気体流切換
バルブ32,33,34が図2(d)のように制御され
る。助燃手段が動作すると助燃気体は導流管25を経て
フィルタ19の排気ガス排出端面側からフィルタ内に通
流され加熱されたパティキュレートの燃焼を促進させて
導流管27,28を経て大気に排出される。フィルタ1
9通流後の助燃気体流の温度は助燃気体流温度検出手段
35によって検出される。この助燃気体流の流れは助燃
気体流温度検出手段35が最高温度値を検出後所定時間
継続される。この助燃気体流の流れにおいて残存パティ
キュレートはマイクロ波による誘電加熱と同時にパティ
キュレート燃焼熱によっても加熱される。フィルタ内部
でのこれらの熱はフィルタ19の排気ガス流入端面に伝
達されフィルタ19の排気ガス流入端面および端面近傍
に堆積しているパティキュレートを加熱昇温して燃焼除
去させる。
When the particulates in the region located on the microwave power supply side in the remaining particulates are dielectrically heated and reach a combustible temperature level, the auxiliary gas flow switching valves 32, 33 and 34 are controlled as shown in FIG. 2 (d). Is done. When the combustion assisting means operates, the combustion assisting gas flows through the flow guide pipe 25 from the exhaust gas discharge end face side of the filter 19 into the filter to promote the combustion of the heated particulates, and then flows through the flow guide pipes 27 and 28 to the atmosphere. Is discharged. Filter 1
The temperature of the auxiliary combustion gas flow after 9 passages is detected by the auxiliary combustion gas flow temperature detecting means 35. The flow of the auxiliary gas flow is continued for a predetermined time after the auxiliary gas flow temperature detecting means 35 detects the maximum temperature value. In the flow of the auxiliary combustion gas flow, the remaining particulates are heated by the particulate combustion heat simultaneously with the dielectric heating by the microwave. The heat inside the filter is transmitted to the exhaust gas inflow end face of the filter 19, and the particulates accumulated near the exhaust gas inflow end face and the end face of the filter 19 are heated and heated to be burned and removed.

【0040】以上の助燃気体流制御によりフィルタ19
内に堆積していたパティキュレートはほぼ完全に燃焼除
去される。なお、マイクロ波発生手段20の動作は助燃
気体流温度検出手段35が最高温度値を検出すると停止
させる。
The filter 19 is controlled by the above-described auxiliary combustion gas flow control.
The particulates deposited in the inside are almost completely burned off. The operation of the microwave generation means 20 is stopped when the auxiliary combustion gas flow temperature detection means 35 detects the maximum temperature value.

【0041】なお、マイクロ波発生手段を所定時間動作
させた時にパティキュレートが燃焼可能温度レベルに到
達する領域はフィルタ内でのパティキュレート捕集量が
多いほど狭くなる。このことは、パティキュレート捕集
量が多くなるとマイクロ波給電側でのマイクロ波吸収度
合が増え、等価的にマイクロ波の浸透度合いが低下する
ことに起因する。このため、捕集量が多くなると図2
(b)あるいは図2(c)に示したようなパティキュレ
ートの加熱燃焼除去の回数を増加することでパティキュ
レート燃焼時の高温燃焼を回避させることが出来る。つ
まり、図2(b)あるいは図2(c)のような一回で加
熱燃焼除去させる捕集量あるいは捕集領域をフィルタ1
9内に捕集された捕集量に応じて選択させる制御方法を
本発明の再生制御は採っている。一回で燃焼除去できる
捕集量はフィルタ全体の捕集量(単位濾過面積当たりの
捕集密度と同等)とマイクロ波の給電電力量によって決
定している。
The region where the particulates reach the combustible temperature level when the microwave generating means is operated for a predetermined time becomes narrower as the amount of trapped particulates in the filter increases. This is because, when the amount of trapped particulates increases, the degree of microwave absorption on the microwave feeding side increases, and the degree of microwave penetration equivalently decreases. For this reason, when the trapping amount increases, FIG.
By increasing the number of times of heating and removing particulates as shown in FIG. 2B or FIG. 2C, high-temperature combustion during particulate burning can be avoided. That is, as shown in FIG. 2 (b) or FIG.
The regeneration control according to the present invention employs a control method for selecting according to the collection amount collected in the nozzle 9. The trapping amount that can be burned and removed in one operation is determined by the trapping amount of the entire filter (equivalent to the trapping density per unit filtration area) and the power supply amount of the microwave.

【0042】以上のような助燃気体の通流方向制御によ
り、従来フィルタの端面近傍に残留していたパティキュ
レートを燃焼除去できるのでフィルタ内での燃え残り量
を極力少なくできるとともにフィルタの排気ガス通流領
域を十分に確保することができフィルタの捕集性能の維
持を図れると同時に捕集量の広範囲に亘ってパティキュ
レート燃焼温度の高温化を回避させることができフィル
タの機械的破損を解消してフィルタの耐久性能を保証す
ることが可能となった。
By controlling the direction of flow of the auxiliary combustion gas as described above, the particulates remaining in the vicinity of the end face of the conventional filter can be removed by burning, so that the amount of unburned fuel in the filter can be minimized and the exhaust gas flow of the filter can be reduced. A sufficient flow area can be secured to maintain the collection performance of the filter, and at the same time, it is possible to prevent the particulate combustion temperature from increasing over a wide range of the collection amount, thereby eliminating mechanical damage to the filter. Thus, the durability of the filter can be guaranteed.

【0043】フィルタ再生サイクルが終了すると助燃手
段は動作を停止させ助燃気体流切換バルブを元の状態に
制御する。この後、直ちにフィルタ19に排気ガスを流
入しパティキュレートの捕集を実行することができる。
When the filter regeneration cycle ends, the auxiliary combustion means stops its operation and controls the auxiliary gas flow switching valve to its original state. After that, the exhaust gas can immediately flow into the filter 19 to collect particulates.

【0044】なお、マイクロ波を加熱空間に伝送する手
段の構成は、本発明実施例に限定されるものではなく、
たとえば同軸伝送線を利用することもできる。
The structure of the means for transmitting the microwave to the heating space is not limited to the embodiment of the present invention.
For example, a coaxial transmission line can be used.

【0045】[0045]

【発明の効果】以上説明したように本発明の内燃機関用
フィルタ再生装置およびその制御方法によれば、以下の
効果が得られる。
As described above, according to the filter regeneration apparatus for an internal combustion engine and the control method thereof of the present invention, the following effects can be obtained.

【0046】(1)助燃気体の通流方向をパティキュレ
ートを加熱するフィルタ端面側方向に通流させることに
より、パティキュレートが燃焼時に発生する燃焼熱をフ
ィルタ外部に放散させることができパティキュレート燃
焼熱による燃焼領域のフィルタ内部での拡大を抑制し高
温燃焼を回避させることができる。これにより、フィル
タの機械的破損を解消させることができる。
(1) By allowing the direction of flow of the auxiliary combustion gas to flow toward the end face of the filter that heats the particulates, the combustion heat generated during the burning of the particulates can be dissipated to the outside of the filter. The expansion of the combustion region due to heat inside the filter can be suppressed, and high-temperature combustion can be avoided. Thereby, the mechanical damage of the filter can be eliminated.

【0047】(2)フィルタ通流後の助燃気体流温度を
検出する手段を設け、この検出温度の変化によって助燃
気体の通流を停止させることにより、フィルタ内部にパ
ティキュレート燃焼によって発生した熱を蓄積させるこ
とができ、次段階のパティキュレートの加熱による効率
的な昇温を図り加熱時間の短縮さらには外部から供給す
る加熱エネルギの省電力化を図ることができる。
(2) A means is provided for detecting the temperature of the auxiliary gas flow through the filter, and the flow of the auxiliary gas is stopped by the change in the detected temperature, so that the heat generated by the particulate combustion in the filter is reduced. It is possible to accumulate, and it is possible to efficiently raise the temperature by heating the particulates in the next stage, shorten the heating time, and save power for heating energy supplied from the outside.

【0048】(3)捕集量検出手段によって検出された
捕集量に基づいてパティキュレートを加熱するフィルタ
端面側方向への助燃気体の通流によるパティキュレート
の加熱燃焼除去領域を適宜選択制御させることができ、
捕集量の広範囲にわたってパティキュレート燃焼時の高
温化を抑制することができる。
(3) Based on the trapping amount detected by the trapping amount detection means, the heating and burning removal area of the particulate by the flow of the auxiliary combustion gas toward the filter end face for heating the particulate is appropriately selected and controlled. It is possible,
High temperature during particulate combustion can be suppressed over a wide range of trapped amount.

【0049】(4)加熱するフィルタ端面側方向へ助燃
気体を通流させて所定領域に堆積したパティキュレート
を加熱燃焼除去させるサイクルを検出した残存パティキ
ュレート領域がフィルタ全体の1/2以下になるまで捕
集量に応じて適当な回数繰り返すことでフィルタ再生時
のフィルタ内部での高温燃焼を解消させることができ
る。
(4) A cycle in which a combustion assist gas is caused to flow in the direction of the end face of the filter to be heated to remove the particulates accumulated in a predetermined area by heating and burning is detected, and the remaining particulate area is 1 / or less of the entire filter. By repeating the process up to an appropriate number of times according to the trapping amount, high-temperature combustion inside the filter at the time of filter regeneration can be eliminated.

【0050】(5)マイクロ波給電側をフィルタの排気
ガス排出端面側に設けた場合、加熱する残存パティキュ
レート領域がフィルタの1/2以下になると助燃気体の
通流方向を排気ガスのフィルタ通流方向に対して反対方
向に制御することで残存パティキュレートの燃焼熱をフ
ィルタの排気ガス流入端面およびその端面近傍に伝達し
フィルタの排気ガス流入端面近傍に堆積したパティキュ
レートの加熱を促進させその領域のパティキュレートを
加熱燃焼除去させることができ、フィルタ内での排気ガ
ス通流領域を十分に確保してフィルタの捕集性能の維持
を図ることができる。
(5) When the microwave power supply side is provided on the exhaust gas discharge end face side of the filter, if the remaining particulate region to be heated becomes less than half of the filter, the flow direction of the auxiliary combustion gas is changed to the direction of the exhaust gas filter. By controlling the flow in the opposite direction to the flow direction, the combustion heat of the remaining particulates is transmitted to the exhaust gas inflow end face of the filter and in the vicinity of the end face, and the heating of the particulates deposited near the exhaust gas inflow end face of the filter is promoted. Particulates in the region can be heated and removed, and a sufficient exhaust gas flow region in the filter can be ensured to maintain the trapping performance of the filter.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明一実施例を示す内燃機関用フィルタ再生
装置の構成図
FIG. 1 is a configuration diagram of a filter regeneration device for an internal combustion engine showing one embodiment of the present invention.

【図2】図1の装置におけるフィルタ再生時の制御状態
と燃焼状態変移図
FIG. 2 is a control state and combustion state transition diagram at the time of filter regeneration in the apparatus of FIG. 1;

【図3】従来の内燃機関用フィルタ再生装置の構成図FIG. 3 is a configuration diagram of a conventional filter regeneration device for an internal combustion engine.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

16 排気管 17 内燃機関 19 フィルタ 20 マイクロ波発生手段(加熱手段) 23 給電孔 24 助燃手段 35,36 助燃気体流温度検出手段 37 制御手段 42 捕集量検出手段 DESCRIPTION OF SYMBOLS 16 Exhaust pipe 17 Internal combustion engine 19 Filter 20 Microwave generating means (heating means) 23 Power supply hole 24 Assisting means 35, 36 Assisting gas flow temperature detecting means 37 Control means 42 Collection amount detecting means

フロントページの続き (56)参考文献 特開 平4−203309(JP,A) 特開 平4−66717(JP,A) 特開 昭59−165815(JP,A) 特開 昭59−126022(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) F01N 3/02 301 - 341 Continuation of the front page (56) References JP-A-4-203309 (JP, A) JP-A-4-66717 (JP, A) JP-A-59-165815 (JP, A) JP-A-59-126022 (JP, A) , A) (58) Field surveyed (Int. Cl. 6 , DB name) F01N 3/02 301-341

Claims (6)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】内燃機関の排気ガスを排出する排気管と、
前記排気管内に収納され前記排気ガス中に含まれるパテ
ィキュレートを捕集するフィルタと、前記フィルタの一
端面側からパティキュレートを加熱する加熱手段と、
記加熱されたパティキュレートを燃焼させる助燃気体を
少なくとも前記フィルタの他端面側から通流させる助燃
手段と、前記助燃気体の通流方向を制御する制御手段と
を備え、前記制御手段は最初の助燃気体の通流を前記フ
ィルタの他端面側から供給させたことを特徴とする内燃
機関用フィルタ再生装置。
An exhaust pipe for exhausting exhaust gas of an internal combustion engine,
A filter for collecting particulate matter contained in exhaust gas is accommodated in the exhaust pipe, a heating means for heating the particulates from the one end face of the filter, before
The auxiliary gas that burns the heated particulates
Auxiliary combustion flowing at least from the other end side of the filter
Means, and control means for controlling a flow direction of the auxiliary combustion gas;
The control means controls the flow of the first assisting gas
A filter regeneration device for an internal combustion engine, wherein the filter regeneration device is supplied from the other end side of the filter.
【請求項2】フィルタ通流後の助燃気体の温度を検出す
る助燃気体流温度検出手段を設け、制御手段はこの温度
検出手段の検出信号の絶対レベルあるいは変化量に基づ
いて助燃気体の通流を停止させた請求項1記載の内燃機
関用フィルタ再生装置。
2. A method for detecting the temperature of the auxiliary combustion gas after passing through the filter, the control means comprising: means for detecting the temperature of the auxiliary combustion gas; 2. The filter regeneration device for an internal combustion engine according to claim 1, wherein
【請求項3】フィルタ内に捕集されたパティキュレート
量を検出する捕集量検出手段を備えた請求項1記載の内
燃機関用フィルタ再生装置。
3. A filter regeneration device for an internal combustion engine according to claim 1, further comprising a trapping amount detecting means for detecting a particulate amount trapped in the filter.
【請求項4】加熱手段はマイクロ波発生手段で構成され
請求項1記載の内燃機関用フィルタ再生装置。
4. A filter regeneration device for an internal combustion engine according to claim 1 , wherein said heating means is constituted by microwave generation means.
【請求項5】 内燃機関の排気ガスを排出する排気管
と、前記排気管内に収納され前記排気ガス中に含まれる
パティキュレートを捕集するフィルタと、前記フィルタ
の一端面側から給電し前記パティキュレートを誘電加熱
するマイクロ波を発生するマイクロ波発生手段と、前記
誘電加熱したパティキュレートを燃焼させる助燃気体を
少なくとも前記フィルタの他端面から前記マイクロ波給
電側フィルタ端面方向に通流する助燃手段と、前記マイ
クロ波発生手段および助燃手段の動作を制御する制御手
段とを備えた構成において、前記制御手段は前記フィル
タ内の少なくとも前記マイクロ波給電端側の所定領域に
捕集されたパティキュレートを加熱燃焼除去するため
に、前記マイクロ波発生手段を連続動作させるとともに
前記マイクロ波給電側フィルタ端面方向への前記助燃気
体の通流動作を制御した内燃機関用フィルタ再生装置の
制御方法。
5. An exhaust pipe for discharging exhaust gas of an internal combustion engine, a filter housed in the exhaust pipe for collecting particulates contained in the exhaust gas, and an electric power supply from one end face side of the filter. Microwave generating means for generating microwaves for dielectrically heating the curate, and auxiliary combustion means for allowing the auxiliary combustion gas for burning the dielectrically heated particulates to flow from at least the other end face of the filter toward the end face of the microwave feeding side filter. , in the configuration and control means for controlling the operation of said microwave generating means and burner air means, said control means the fill
At least in a predetermined area on the microwave feeding end side
To burn and remove trapped particulates
While continuously operating the microwave generating means.
The auxiliary combustion air in the direction of the end face of the microwave power supply side filter
A control method of a filter regeneration device for an internal combustion engine, which controls a body flow operation .
【請求項6】マイクロ波給電方向はフィルタの排気ガス
排出端面側とし、制御手段は助燃気体をフィルタの排気
ガス流入端から排気ガス排出端面側方向に通流してフィ
ルタ内でのパティキュレート残存領域をフィルタ全領域
の1/2以下にするとともにその後残存するパティキュ
レートを誘電加熱して助燃気体をフィルタの排気ガス排
出端から排気ガス流入端面方向に通流して残存するパテ
ィキュレートを燃焼除去させるように制御した請求項5
記載の内燃機関用フィルタ再生装置の制御方法。
6. The microwave feeding direction is on the exhaust gas discharge end face side of the filter, and the control means allows the auxiliary combustion gas to flow from the exhaust gas inflow end face of the filter to the exhaust gas discharge end face side so that the particulate remaining area in the filter is formed. Is reduced to less than half of the entire area of the filter, and the remaining particulates are dielectrically heated so that the auxiliary combustion gas flows from the exhaust gas discharge end of the filter in the direction of the exhaust gas inflow end face to burn off the remaining particulates. Claim 5
A control method for the filter regeneration device for an internal combustion engine according to the above .
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